Reacciones de curado con control de difusión
Versión 3.0 y posteriores: tipos de proyecto "Curado DEA", "Curado por viscosidad", "Curado DSC".
Versiones anteriores: sólo tipo de proyecto "Curado DSC".
En ocasiones, la reacción cinética se complica adicionalmente por el hecho de que, en algunas condiciones (bajas velocidades de calentamiento, periodos de recocido), la temperatura vítrea del polímero aumenta más rápidamente que la temperatura de la muestra. Tras la congelación parcial o total de la mezcla de reacción, ésta ya no está controlada por la cinética de la reacción química, sino por procesos de difusión.
Si deben considerarse los obstáculos a la difusión, puede utilizarse la ecuación de Rabinowitch (1) para calcular la constante de velocidad completa k:
donde kchem es la velocidad de reacción química:
y kdiff es la velocidad de difusión.
La forma de la función de temperatura de kdiff es la ecuación modificada del tipo WLF.
Para temperaturas superiores a la temperatura del vidrio Tg (T >= Tg), Kinetics Neo utiliza la ecuación (3a):
Por debajo de la transición vítrea, la dependencia de la temperatura es según Arrhenius (3b):
con
En T = Tgambas fórmulas (3a) y (3b) van continuamente de un rango a otro hasta la primera derivada.
Si en la definición del modelo se define un paso de reacción con control de difusión (a través de la casilla de verificación), entonces deben optimizarse parámetros adicionales para cada paso con control de difusión:
Log(kdiff) a T = Tg y
C1 y C2 como parámetros globales de la mezcla investigada.
Referencias
[1] H.J. Flammersheim, J. Opfermann, Formal kinetic evaluation of reactions with partial diffusion control, Thermochemica Acta 337 (1999), 141-148. doi: https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00162-8
[2] G. Van Assche, S. Swier, B. Van Mele, Modeling and experimental verification of the kinetics of reaction polymer systems, Thermochemica Acta 388 (2002), 327-341. doi: https://doi.org/10.1016/S0040-6031(02)00038-2
[3] Claire Strasser, Elena Moukhina, Jürgen Hartmann, Time-Temperature-Transformation (TTT) Cure Diagram of an Epoxy-Amine System, Macromolecular, Volume 33, Issue 6, November 2024. doi: https://doi.org/10.1002/mats.202400039
Guías de usuario y aplicaciones
Curado DSC con control de difusión Guías del usuario "How To
Nota de aplicación 369: Diagrama Tiempo-Temperatura-Transformación (TTT) de Resina Epoxi (C. Strasser, Dr. E. Moukhina, Dr. M. Bouzbib)